双下肢负重位DR 全长摄影拼接技术在全膝关节置换术术前计划及术后疗效评估的应用价值

闫 德

（徐州仁慈医院放射科 江苏 徐州 221000）

随着近年来人们生活水平的提高，关节性疾病的发生率也越来越多，并且呈明显上升趋势，而大部分关节相关疾病多伴有严重疼痛、活动受限、骨折等风险，使得患者正常生活受到了极大影响[1]。就我国现阶段医疗技术而言，越来越多骨科疾病逐渐可通过外科手术、器械矫正等方法达到治愈或缓解症状的效果，其中全膝关节置换术作为治疗关节病变的首选方法之一，一般是借助重建机械轴来实现理想关节平衡，进而帮助患者恢复最大关节活动范围[2]，这一方法在这几年也日趋成熟且有进一步扩大的趋势，并且在临床上也得到了诸多专家及患者的喜爱。但在一般情况下关节性疾病均是由关节软骨磨损及软组织不平衡，导致畸形及力线异常，可见除了需要细致的操作技术外，术前明确关节生物力线是保证膝关节置换术成功并获得良好功能的关键所在，而且具体疗效及预后也要依据患者病情及术后康复训练而定[3]。因此临床决定在进行全膝关节置换术前给予合适的影像学检查，按照骨关节形态及下肢情况来制定治疗方案，但常规影像学技术在显示下肢生理力线上的效果欠佳，极易导致操作者产生错误判断，无法获得准确的双下肢病变情况[4]。下肢负重位数字X 射线摄影（digital radiography，DR）全长拼接技术的出现及应用很好地解决了这一难题，通过X 射线及图像拼接显示患者多方位关节影像，确定股骨解剖结构、髁截骨、胫骨平台后倾角度等情况时，还能清晰显示双下肢全长的角度及生理力线，为手术方案的制定提供了可靠的数据，成为现阶段关节侧弯及负重骨骼矫形术前术后检查的首选方法[5-6]。基于此，以92 例行全膝关节置换术患者为研究对象，利用双下肢负重位DR 全长摄影拼接技术观察其在术前计划及术后疗效评估的应用效果，现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020 年2 月—2023 年2 月于徐州仁慈医院放射科检查的92 例行全膝关节置换的患者为研究对象，其中男性40 例，女性52 例，年龄42 ～80 岁，均年（62.31±7.84） 岁； 病程4 ～10 年， 平均（6.22±2.03） 年；疾病类型包括膝关节骨性关节炎63 例，类风湿性关节炎29 例。

纳入标准：①均行全膝关节置换术；②髌骨活动度良好；③既往无膝关节周围手术史。排除标准：①合并严重骨质疏松；②严重膝内畸形；③具有手术禁忌证；④凝血功能障碍；⑤全身或局部存在活动性感染；⑥有酒精、药物、毒品滥用病史者；⑦无法行硬膜外麻醉者；⑧中途退出研究者。

1.2 方法

仪器选择锐珂Carestream DRX-Evolution 数字化X线系统，将专用拼接摄影支架置于探测器前，所有患者均采用前后位摄影，即患者背向平板探测器，面朝向球管，双下肢伸直并紧贴摄影支架，足尖向前，双手握住专用拼接摄影支架以保持身体平稳，再次核对患者信息后，设置下肢全长摄影程序对患者进行扫描；根据患者下肢长度选择1～5次曝光，SID均为200 cm，第一次曝光条件：管电压为75 kV，使用AEC，mAs 上限为100；第二次曝光条件：管电压为75 kV，使用AEC，mAs 为35；第三次曝光条件：管电压为75 kV，使用AEC，mAs 为14；第四次曝光条件：管电压为75 kV，使用AEC，mAs 为12.5；第五次曝光条件：管电压为75 kV，使用AEC，mAs 为8。摄影范围上至双髋关节，下至双踝关节；摄影结束后系统会自动进行下肢全长拼接，将DR 所获取的图像发送至处理工作站, 并借助另存功能转换为JPG 格式；随后打开Microsoft office Excel 软件，将图片插入到Excel；将其中一张图片选择并置于顶层，然后将其拖动至与另一张图片重叠部分，使得两张图片完全重合；利用裁剪功能剪去重叠部分使其无缝拼接；然后按照上述步骤重复拼接剩下的图片；用PicPick 截图软件将保存的截图进行存储，发送原图或打印成胶片给医师进行阅览。

图像分析及处理：由2 名本科室副主任医师对所得图像及数据进行分析，测定两个指标及参数，取2 名副主任医师2 次测量平均值为最终结果。

1.3 观察指标

①观察术前双下肢骨骼形态及膝关节下肢力线情况；②记录患者全膝关节置换术前、术后髋部-膝部-踝角部及股骨下角角度的变化。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0 统计软件处理数据。符合正态分布计量资料以均数±标准差（±s）表示，行t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验。以P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术前双下肢骨骼形态及膝关节下肢力线情况

92 例患者均完成双下肢负重位DR 全长摄影拼接检查，图像下可见完整双下肢全长及膝关节下肢力线，能及时发现并评估畸形关节情况及角度变化，且图像清晰完整，未出现伪影，能满足影像诊断鉴别需要。

2.2 术前、术后髋部-膝部-踝角部及股骨下角角度比较

术后髋部-膝部-踝角部角度大于术前，股骨下角角度小于术前，差异均有统计学意义（P＜0.05），详情见表1。

表1 术前、术后髋部-膝部-踝角部及股骨下角角度比较（±s，°）

表1 术前、术后髋部-膝部-踝角部及股骨下角角度比较（±s，°）

时间例数髋部-膝部-踝角部角度 股骨下角角度术前92160.33±5.0283.94±4.79术后92175.14±4.3980.21±3.34 t 30.1928.801 P＜0.001＜0.001

2.3 案例分析

患者男性，年龄75 岁，因左膝疼痛5 年余，加重伴活动受限2 周，行走困难，并呈反复发作性。术前影像学表现：双下肢全长位片显示右下肢较左下肢短6 mm 左右，双膝内侧关节间隙变窄，关节面硬化，关节缘及胫骨髁间隆起增生，双膝关节退行性变，关节内翻表现，详情见图1。

图1 术前影像学表现

术后影像学表现：双下肢全长位片显示右下肢机械轴长约73.83 cm，左下肢机械轴长约75.65 cm，右下肢机械轴偏向内侧约3.82 cm，余无特殊；左膝关节置换术后复查，现置换器在位，膝关节周围见小片状高密度影；右膝关节在位，关节间隙不等宽，内窄外宽，构成骨骨质增生，详情见图2。

3 讨论

虽然我国骨科关节矫形技术在近年来得到了飞速发展，其中全膝关节置换术不仅能改善膝关节疾病相关症状，促进关节功能恢复，还能使关节疾病患者免受病痛困扰，重建稳定、功能良好的膝关节[7]，但其具体疗效及预后关键在于掌握解剖学及生物力学知识，才能有助于操作者对下肢力线的精确确定及假体的准确植入，是直接关系膝关节运动范围及远期生存率的重要因素。但在临床实践中，关节外科医生也不能保证假体植入的精确性及永久性，可见在进行手术时需要给予一定的影像学检查来获取并描述患者的膝关节解剖结构，帮助医师明确病情，提高手术精准度，以最大限度地减少手术创伤，提高患者生存率[8-9]。

本研究针对此类问题，提出将双下肢负重位DR 全长摄影拼接技术用于全膝关节置换术术前计划及术后疗效评估中，取得了较好的效果，其结果显示患者均完成双下肢负重位DR 全长摄影拼接检查，图像下可见完整双下肢全长及膝关节下肢力线，能及时发现并评估畸形关节情况及角度变化，且图像清晰完整，未出现伪影；与术前相比，髋部-膝部-踝角部角度明显增大，股骨下角角度明显减小，说明双下肢负重位DR 全长摄影拼接技术在测量下肢关节角度及生理力学轴线上可发挥重要作用，能初步获得术前规划预期的下肢力线，使其所得截骨量及角度具有较高的准确性，才能更加精确地评估患者病情，创造一个解剖友好的膝关节模型，最终增强手术的可重复性及可控性，降低术中对软组织松解的需求，避免不良事件发生，应用效果显著，而且行全膝关节置换术后均有良好的治疗效果，说明通过此检查还能对下肢骨骼形态、股骨下角等进行评估。双下肢负重位DR 全长摄影拼接与常规影像学检查相比，采用相同焦片距、X 线视野、球管中心及曝光参数，能兼顾各个部位局部侧弯情况，可直接显示完整的双下肢、髋关节及膝关节的病变程度范围，帮助医师拍摄出整体X 光影像，从髋关节至踝关节的骨骼形态、生理角度、力线均一目了然，全面了解各个关节生理曲度及关节连接的关系，准确反映人体生理功能形态改变的体位，实现“先平衡，后截骨”的手术方式，解决了在观察颈椎至尾椎的脊柱侧弯或其他病变时不能一次成像的问题，从而为手术方案的制定提供可靠依据[10-11]。另外，其借助的拼接技术使用的Microsoft office Excel 及Pic Pick 软件电脑免费使用软件，且图片不受页面限制，分段连续、重叠采集数字化图像，不会因为过多或单向裁剪出现缩放现象，保证重合图像都能无缝拼接；Pic Pick 软件还能保证截图图像高像素有助于医师明确诊断，依靠这一优势获取下肢长度测量、股骨角、胫骨角、膝关节关节面夹角和膝外翻角等数据，并根据具体情况调整曝光条件，并且无拼接线，有助于获得质量好、清晰度高的患者全下肢图像，进而提高医师对病情的判断及对数据的精准测量[12-13]，目前下肢负重位DR 全长摄影拼接技术凭借着重组影像准确率高、价格适宜、操作简单、应用性高、射线剂量小等优势，得到了临床广泛应用和认可，李静等[14]的研究中指出对全膝关节置换术患者应用西门子多图像及PACS 系统对整个下肢骨骼的形态、生理角度、生理力线进行手动拼接处理，可清晰显示双下肢全长及下肢形态，还能获取术前、术后髋-膝-踝角及股骨下角相关数据，不仅能最大限度地减少对软组织的损害，还能为术前术后测量及疗效评估提供了有效依据，这与本研究结论具有一致性。但本研究依然存在以下局限，首先纳入样本量较少，加上研究为单中心研究，需要增加样本量进行证实，其次未进行相关随访统计，双下肢负重位DR 全长摄影拼接用于全膝关节置换术的具体效果还应酌情增加指标，需要更多大型的长期随访研究证明其安全性与有效性。

综上所述，全膝关节置换术前计划实施双下肢负重位DR 全长摄影拼接技术，可初步确定下肢形态及生理力线，为具体诊疗方案提供有效信心，在术后评估中也能根据此技术反映手术临床疗效，有着良好的应用前景。